题目内容
【题目】氧化铁黄（化学式为FeOOH）是一种黄色颜料，工业上用废铁为主要原料生产氧化铁黄的一种工艺流程如下：
（1）氧化铁黄中铁元素的化合价为_____，废铁在反应前常用热的纯碱溶液清洗表面油污，其原理是______ (写离子方程式)。
（2）氧化过程生成氧化铁黄的化学方程式是_____________。
（3）上述流程中，检验“洗涤”是否完全的方法是________。
（4）氧化时应控制pH的合理范围是3.5-4.0，pH过小导致氧化铁黄产率较低的可能原因是____。
【答案】+3 CO32-+H2O
HCO3-+OH- 4FeSO4+O2+8NaOH＝ FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O 取最后一次洗涤液，加入少量氯化钡溶液，后加入适量稀盐酸，如未观察到白色沉淀，即可证明洗干净 pH过低导致氧化铁黄部分溶于酸
【解析】
由流程可知，过量的废铁中加入浓硫酸，加热反应得到硫酸亚铁溶液，向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，并通入空气，发生氧化还原反应生成氧化铁黄，过滤、洗涤、干燥得到成品氧化铁黄。
（1）FeOOH中O元素为-2价，H元素为+1价，由化合价代数和为零可知Fe元素为+3价；废铁表面有防锈的油脂，碳酸钠在溶液中水解使溶液呈碱性，加热溶液碱性增强，油脂会在碳酸钠溶液中发生水解反应，达到清洗表面油污的目的，碳酸钠在溶液中水解的离子方程式为CO32-+H2O
HCO3-+OH-，故答案为：+3；CO32-+H2OHCO3-+OH-；
（2）氧化过程为向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液，并通入空气，发生氧化还原反应生成氧化铁黄，反应的化学方程式为4FeSO4+O2+8NaOH＝FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O，故答案为：4FeSO4+O2+8NaOH＝FeOOH↓+4Na2SO4+2H2O；
（3）由氧化过程的化学方程式可知，氧化铁黄表面附有可溶的硫酸钠，检查洗涤是否完全的标准是洗涤液中不含有硫酸根离子，则检验洗涤是否完全的方法是，取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若不产生沉淀，则表明已洗涤干净，否则未洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液，加入少量氯化钡溶液，后加入适量稀盐酸，如未观察到白色沉淀，即可证明洗干净；
（4）氧化时应控制pH的合理范围是保证产率最高，此时的pH范围为：3.5～4.0，若pH过小，氧化铁黄会溶解于酸导致产率降低，故答案为：pH过低导致氧化铁黄部分溶于酸。
科学实验活动册系列答案
【题目】为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题，某小组同学进行如下实验：
已知：相关物质的溶解度（20℃）AgCl：1．5×10-4g Ag2SO4：0．796 g
（1）甲同学的实验如下：
序号 | 操作 | 现象 |
实验Ⅰ | 将2 mL 1 mol/L AgNO3溶液加入到1 mL 1 mol/L FeSO4溶液中 | 产生白色沉淀，随后有黑色固体产生 |
取上层清液，滴加KSCN 溶液 | 溶液变红 |
注：经检验黑色固体为Ag
① 白色沉淀的化学式是_____________。
② 甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_______________。
（2）乙同学为探究Ag+和Fe2+反应的程度，进行实验Ⅱ。
a．按右图连接装置并加入药品（盐桥中的物质不参与反应），发现电压表指针偏移。偏移的方向表明：电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，指针偏移减小。
ｂ．随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小→回到零点→逆向偏移。
① a中甲烧杯里的电极反应式是___________。
② b中电压表指针逆向偏移后，银为_________极（填“正”或“负”）。
③ 由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是___________。
（3）为进一步验证乙同学的结论，丙同学又进行了如下实验：
序号 | 操作 | 现象 |
实验Ⅲ | 将2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中 | 银镜消失 |
实验Ⅳ | 将2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中 | 银镜减少，未消失 |
实验Ⅴ | 将2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中 | 银镜消失 |
① 实验Ⅲ___________（填“能”或“不能”）证明Fe3+氧化了Ag，理由是_____________。
② 用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因：_____________。
